Replicacin del DNA:generacin de una copia exacta del genoma de una clulaDogma Central de la Biologa Molecular:

El DNA Acta como Molde para su propia SntesisEl nucletido A slo se aparear con xito con T y G con C, por lo que cada cadena de DNA puede especificar la secuencia de nucletidos de su cadena complementaria. As, la doble hlice de DNA se puede copiar fielmente.Figure 5-2 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

En cada ronda de replicacin, cada una de las dos hebras es usada como templado (molde) para la formacin de una hebra de DNA complementaria. Por lo tanto las hebras originales de DNA permanecen intactas durantes muchas duplicaciones celulares.La Replicacin del DNA es SemiconservativaDoble hlice parentalDobles hlices de DNA hijas

Molcula de DNA de Doble HebraSeparacinde las hebrasSntesis de hebras nuevasDos nuevas molculas de DNA de doble hebra Replicacin del DNA

La sntesis del DNA transcurre en direccin 5 3555555555555333333333333

Reaccin Catalizada por la DNA Polimerasa

La DNA Polimerasa cataliza la adicin de un desoxirribonucletido al extremo 3-OH de una cadena de polinucletidos, por lo tanto la nueva cadena de DNA se sintetiza en el sentido 5 3. El apareamiento de bases entre el desoxirribonucletido entrante y la cadena molde gua la formacin de la nueva cadena de DNA, la cual, por lo tanto, tendr una secuencia de nucletidos complementaria a la de la cadena molde. Los nucletidos entran en la reaccin como desoxirribonuclesidos trifosfato. La rotura del enlace fosfoanhdrido (indicada por el asterisco) del nuclesido trifosfato entrante entrega la energa necesaria para la reaccin de polimerizacin.

Burbuja u Ojo de Replicacin

La Horquilla de Replicacin es Asimtrica

hebra departidor (RNA)hebra templadodesoxirribonuclesido trifosfato entranteCrecimiento dela cadena en sentido 5 3 La DNA polimerasa requiere de una extensin corta de RNA (partidor de RNA) sobre la cual comienza a adicionar los nucletidos. La enzima adiciona desoxirribonucletidos al extremo 3-OH de la cadena polinucleotdica (hebra del partidor), la que est apareada a la hebra molde o templado. Por lo tanto, la nueva hebra crece en la direccin 5 3. Como cada desoxirribonuclesido trifosfato entrante debe aparearse con la hebra templado para poder ser reconocido por la polimerasa, esta hebra determina cul de los cuatro posibles desoxirribonucletidos (A, C, G, o T) sern adicionados. Reaccin Catalizada por la DNA Polimerasa

Estructura de la Horquilla de Replicacin

Iniciacin de los Fragmentos de Okazaki con Partidores de RNA

Sntesis de Partidores de RNA por DNA PrimasaA diferencia de la DNA polimerasa, esta enzima puede iniciar la sntesis de una cadena polinucleotdica por la unin de dos nucletidos. La primasa se detiene luego de la sntesis de un polinucletido corto, dejando un extremo 3-OH disponible para la elongacin por la DNA polimerasa.

En eucariontes, los partidores de RNA son sintetizados a intervalos separados en alrededor de 200 nucletidos en la hebra retrasada y cada partidor es de 10 nucletidos de largo. Este partidor es borrado y reemplazado por DNA. Los fragmentos de Okazaki son unidos por DNA ligasa.Sntesis de uno de los Fragmentos de DNA en la Hebra Retrasadapartidor de RNAsntesis de un nuevo partidor de RNA por DNA primasatemplado de hebra retrasadaDNA polimerasa elonga desde el nuevo partidor para iniciar nuevo fragmento de OkazakiDNA polimerasa termina el nuevo fragmento de DNApartidor de RNA removido y reemplazado por DNAEspacio (nick) sellado por DNA ligasaEl nuevo fragmento de Okazaki se incorpora a la cadena creciente

Figure 5-13 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)Reaccin Catalizada por la DNA Ligasa

DNA Polimerasas de Procariontes y Eucariontes

Accin de Helicasas y Protenas de Unin a DNA de Hebra SimpleHelicasaProtenas de Unin a DNA De Hebra SimpleHebra RetrasadaHebraLderDireccin de movimiento de la Horquilla de Replicacin

Protenas que Actan en la Horquilla de ReplicacinSe muestran dos molculas de DNA polimerasa, una sobre la hebra lder y otra sobre la retrasada. La DNA helicasa va desenrollando y separando la doble hlice del DNA paterno delante de la DNA polimerasa. Las protenas de unin a DNA de hebra simple mantienen las hebras separadas, permitiendo el acceso a la primasa y la polimerasa. DNA polimerasa IIIsobre hebra lderhebra ldertemplado de la hebra lderTopoisomerasaDNA parentalprotenas de unin a DNA de hebra simple

fragmento de Okazaki

DNA polimerasa IIIsobre hebra retrasada primasahelicasapartidor RNAtemplado de lahebra retrasada

Orgenes de Replicacin en Procariontes y Eucariontesprocarionteseucariontes

Actividad Correctora de Pruebas de la DNA Polimerasa Durante la Replicacin del DNA (Proofreading)

MUTACIN = cambio heredable en el material gentico de una clula. 2 Tipos Generales:

Mutaciones Cromosmicas (delecin o repeticin de un trozo de cromosoma) Mutaciones Puntuales - Sustituciones - Inserciones o Deleciones (cambio de marco de lectura)

- Formacin de Dmeros de Pirimidina

Reparacin del DNAPara corregir errores en la secuencia o MUTACIONES

Las modificaciones de nucletidos producen mutacionesLa desaminacin de la citosina provoca una sustitucin:

Las modificaciones de nucletidos producen mutacionesLa despurinacin provoca una delecin:

La irradiacin del DNA con luz UV provoca la formacin de dmeros de pirimidinas (generalmente timina)

REPARACIN POR ESCISIN DE BASES (Base Excision Repair; BER)

Generalmente para reparar bases modificadas qumicamente, que podran producir mutaciones de sustitucin

REPARACIN POR ESCISIN DE NUCLETIDOS (Nucleotide Excision Repair; NER)

Reparacin de lesiones que producen deformaciones en la doble hlice, como:

Dmeros de timidinasUniones a grupos qumicos voluminosos

REPARACIN DE DESAPAREAMIENTOS EN EL DNA (Mismatch Repair; MMR)

Para reparar errores introducidos durante la replicacin y que escapan a la correccin de pruebas

La hebra nueva es reconocida por la presencia de cortes (generados por la sntesis de los fragmentos de Okazaki)

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